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题名狗枣猕猴桃AkNAC2的克隆及功能研究
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作者
邹霈怡
刘美艳
王颖
李然红
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机构
牡丹江师范学院生命科学与技术学院
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出处
《中国农业科学》
北大核心
2025年第19期3985-3999,共15页
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基金
黑龙江省自然科学基金(PL2024C023)
黑龙江省省属本科高校优秀青年教师基础研究支持计划(YQJH2023094)
牡丹江师范学院“十四五”双一流学科建设揭榜挂帅项目(MSYSYL2022015)。
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文摘
【目的】NAC转录因子是植物中最大的转录因子家族,在植物抵抗低温等非生物胁迫过程中发挥重要作用。狗枣猕猴桃是最耐寒的猕猴桃之一,基于狗枣猕猴桃转录组数据获得一个响应低温的NAC转录因子家族成员——AkNAC2,通过构建过表达和抑制表达株系进一步研究AkNAC2在低温响应中的功能,为培育猕猴桃抗寒品种提供可用的基因资源。【方法】以狗枣猕猴桃叶片cDNA为模板克隆AkNAC2,利用生物信息学方法分析其序列信息和蛋白结构特征;利用GFP标记技术对AkNAC2进行亚细胞定位;通过转录组数据获得AkNAC2的组织表达特异性信息,qRT-PCR技术检测AkNAC2对低温、盐与水淹胁迫的响应。构建AkNAC2烟草过表达株系和狗枣猕猴桃抑制表达株系,分别比较低温处理后各转基因株系与对照的表型、生理生化指标及CBF通路相关基因表达量变化。【结果】AkNAC2的CDS长为897 bp,具有NAC基因家族保守结构域。AkNAC2编码298个氨基酸组成的亲水性、酸性蛋白,其启动子序列含多个非生物胁迫响应元件。系统进化分析表明,AkNAC2与毛花猕猴桃NAC2蛋白亲缘关系较近。亚细胞定位显示,AkNAC2定位在细胞核内。AkNAC2在狗枣猕猴桃叶中表达量最高,其次为雌花、雄花、果实和茎,根中表达量最低;低温、盐与水淹胁迫均能诱导AkNAC2的表达,其中,AkNAC2对低温胁迫的响应最明显。通过农杆菌介导法获得6个烟草转基因株系,分别命名为OE1—OE6,其中,OE2、OE4与OE6的基因表达量较高,作为后续研究材料。在4℃处理下,与野生型相比,3个转基因烟草株系的相对电导率与丙二醛含量显著降低,可溶性糖与可溶性蛋白等保护性物质含量显著增加,过氧化物酶与超氧化物歧化酶活性显著增强,抗氧化能力提高,CBF通路相关基因(NbtICE1、NbtCOR47、NbtCBF1、NbtCBF2、NbtCBF3)表达量显著上调;通过瞬时转化法获得狗枣猕猴桃AkNAC2抑制表达株系,qRT-PCR表明,与野生型和空载组相比,抑制表达株系中AkNAC2的表达量显著降低,在处理第4天时,表达量达到最低,是野生型的0.40倍、空载组的0.34倍。4℃低温处理后,抑制表达株系的相对电导率与丙二醛含量显著升高,可溶性糖与可溶性蛋白等保护性物质含量显著降低,过氧化物酶与超氧化物歧化酶活性显著降低,CBF通路相关基因的(AkCBF1.1和AkCBF3)表达量显著下调。【结论】克隆获得1个狗枣猕猴桃低温响应基因AkNAC2,它可能通过影响CBF通路关键基因的表达和降低氧化胁迫而正调控植物的抗寒性。
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关键词
狗枣猕猴桃
aknac2
转录因子
基因克隆
农杆菌介导法
CBF通路
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Keywords
Actinidia kolomikta
aknac2
transcription factor
gene cloning
Agrobacterium-mediated
CBF pathway
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分类号
S663.4
[农业科学—果树学]
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